Optogénétique: éclairer les neurones pour retrouver la mémoire?

Des chercheurs américains sont parvenus à restaurer la mémoire de souris rendues amnésiques en activant certains groupes de neurones par émissions lumineuses.

Ajouter certaines protéines aux neurones permet à ces derniers d'être activés par émission de lumière. Ici, une représentation d'un synapse. ©SKU / Science Photo Library / AFPAjouter certaines protéines aux neurones permet à ces derniers d'être activés par émission de lumière. Ici, une représentation d'un synapse.

Qu'elles soient dues à un traumatisme crânien, un stress post-traumatique ou une maladie neurologique comme Alzheimer, les causes d'une amnésie implique des mécanismes encore largement débattus chez les neuro-scientifiques. En d'autres termes, pourquoi et comment perd-on la mémoire ? C'est à cette question controversée que des travaux surprenants sur la souris vont peut-être permettre de répondre. En effet, des chercheurs sont parvenus à réactiver la mémoire perdue de rongeurs grâce... à la lumière ! Une expérience qui apporte un nouvel éclairage sur le mécanisme biologique de l'amnésie et ouvre potentiellement la voie à des traitements, selon une étude publiée jeudi 27 mai 2015 dans la revue américaine Science. "Cette recherche fait avancer la compréhension sur la nature de l'amnésie, une question très controversée en neurosciences", estime Susumu Tonegawa, professeur au centre de recherche sur l'apprentissage et la mémoire du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et directeur du Riken Brain Science Institute au Japon, associé au MIT, qui a dirigé ces travaux.

La mémoire perdue d'un amnésique : disparue, ou inaccessible ?

Ces dernières années, le débat scientifique s'est articulé autour de cette question : l'amnésie résulte-t-elle de dommages infligés aux cellules cérébrales spécifiques ? Ou bien est-ce l'accès aux souvenirs qui est empêché par un réarrangement consécutif à un choc ou une pathologie ? "La majorité des scientifiques privilégient la théorie de la destruction du stockage de l'information, mais cette recherche montre que cela est probablement erroné, juge le professeur Tonegawa, lauréat du Nobel de Médecine en 1987. L'amnésie est un problème de récupération de la mémoire", tranche-t-il.

Les chercheurs supputaient l'existence dans le cerveau d'un réseau de neurones qui, activés pendant la formation d'un souvenir, entraînent des changements physiques ou chimiques appelés engrammes. Si ces groupes de neurones - appelés engrammes par extension - sont ensuite réactivés par une image, une odeur ou une saveur, toute la mémoire enregistrée devrait revenir. Pour démontrer l'existence de ces groupes de neurones engrammes, les scientifiques ont utilisé l'optogénétique chez des souris : technique consistant à ajouter des protéines aux neurones pour leur permettre d'être activés par la lumière.

Le souvenir de la décharge électrique effacé... puis réactivé

Si on n'a pas encore la preuve de l'existence des neurones engrammes, leur fonctionnement supposé a été imaginé par les spécialistes. Ils supposent que ces neurones subissent des modifications chimiques selon un processus appelé "la consolidation de la mémoire". Un des changements clé consiste au renforcement des synapses, ces structures qui permettent à des groupes de neurones de se transmettre des messages. Pour éprouver ce fonctionnement théorique, les chercheurs du MIT ont tenté de voir ce qui se passerait si cette consolidation des synapses ne se produisait pas. Ainsi, ils ont administré à des souris une substance chimique, l'anisomycine, qui bloque la synthèse de protéines dans les neurones immédiatement après la formation d'un nouveau souvenir, empêchant cette consolidation.

EXPÉRIENCE. Concrètement, un premier groupe de rongeurs avait été placé dans une cage dite "A" où il avait reçu une décharge électrique dans les pattes. Placées ultérieurement dans cette même cage, les souris non traitées ont aussitôt montré leur frayeur indiquant qu'elles se souvenaient de cette expérience traumatisante. En revanche, les autres, auxquelles ont avait administré de l'anisomycine, empêchant la consolidation de la mémoire, étaient de toute évidence sans souvenir et sont restées sans réaction. Par la suite, les chercheurs ont réactivé le processus de consolidation des synapses par des impulsions lumineuses chez ces souris amnésiques, lesquelles ont alors recouvré totalement la mémoire de la décharge électrique. Et même placées dans une autre cage, elles étaient paralysées de peur.

Cette recherche a donc permis de dissocier les mécanismes de stockage de la mémoire de ceux permettant de la former et de la récupérer, souligne Thomas Ryan, un chercheur du MIT, coauteur de cette recherche. Pour le professeur Tonegawa cela montre que dans certaines formes d'amnésie la mémoire du passé n'a peut-être pas été effacée, mais est simplement "inaccessible". Selon lui, "ces travaux fournissent un éclairage surprenant sur la nature de la mémoire et vont stimuler de futures recherches sur la biologie de la mémoire et de sa restauration clinique".

 

Un invention étonnante mais.... très intelligente!

Des smartphones pour combattre l’onchocercose et le loa !

Des chercheurs de Berkeley ont mis au point une méthode de détection de parasites potentiellement mortels à l’aide de smartphones et d’éléments imprimés en 3D.

Chaque semaine ou presque, une nouvelle utilisation du smartphone est imaginée ou fait déjà l’objet d’une exploitation commerciale et c’est souvent au sein d’une université que les projets se concrétisent. Il faut en effet des équipes pluridisciplinaires pour faire aboutir un projet exploitant l’optique d’un smartphone qui si elle semble rudimentaire est en réalité d’une redoutable performance avec des logiciels d’analyse vidéo sophistiqués. Plutôt que de se contenter de capturer des milliers de selfies on peut exploiter l’optique d’un smartphone dans un but inattendu comme le diagnostic de parasitoses qui sont endémiques dans les pays sub-tropicaux et équatoriaux. C’est ce type de projet qui a été concrétisé au département de Bioengineering de l’Université de Californie à Berkeley avec la collaboration de la Faculté de Médecine de Yaoundé au Cameroun et l’IRD à Montpellier.

L’optique du smartphone est utilisée pour identifier et quantifier les parasites contenus dans une goutte de sang prélevée au bout d’un doigt et transférée dans un capillaire. Le smartphone réalise un film rapide et une application spécialement développée dans ce but permet de reconnaître le type de parasite et d’effectuer un comptage. Plus besoin de microscope ou de loupe binoculaire fragiles et coûteux. Le smartphone est logé sur un boitier fabriqué par impression 3D contenant l’ensemble des éléments essentiellement mécaniques commandés par le smartphone en Bluetooth. Il n’est plus nécessaire de procéder à des marquages fluorescents des parasites pour les reconnaître ni de préparer des lames qu’il faut colorer, ce qui prend beaucoup de temps et les différentes étapes de manipulation d’un échantillon accroissent les possibilités d’erreurs. Le smartphone réalise un film des parasites en mouvement dans le capillaire contenant le sang fraîchement prélevé, et, par analyse des mouvements et comptage, rend le résultat en quelques secondes. Se déplacer en brousse auprès de populations souffrant de parasitoses de manière endémique avec ce boitier à peine plus grand qu’un paquet de cigarettes permettra ainsi de dépister la présence de loa, filaire responsable de prurits, d’éléphantiasis et de problèmes visuels quand il prend à ce nématode qui peut atteindre quelques centimètres de long l’idée d’aller visiter la conjonctive. Le vecteur de ce nématode est une mouche suceuse de sang, la chrysops.

Le « périphérique » de smartphone mis au point à l’U.C. Berkeley est également adapté à la détection d’un autre nématode responsable de l’onchocercose, une parasitose beaucoup plus redoutable car elle est responsable d’un grand nombre de cécités irréversibles, la cécité des rivières. Le parasite est également transmis par une mouche suceuse de sang au nom charmant de simulie. De plus l’onchocercose est extrêmement débilitante pour l’état de santé général car le ver, à sa mort, libère des antigènes induisant de très fortes réactions immunitaires pouvant éventuellement conduire à la mort. Au cours du cycle de reproduction on retrouve des micro-filaires dans le sang et l’invention de l’UC Berkeley est donc adaptée pour différencier, dans les zones infestées, la présence de Loa ou d’Onchocerca volvulus. Les praticiens locaux peuvent alors décider du traitement à administrer aux malades. Un seul produit est réellement efficace pour ces parasitoses qui affectent des dizaines de millions de personnes en Afrique et en Amérique Centrale, l’ivermectine. Elle est distribuée gratuitement par les Laboratoires Merck dans les pays où les filarioses sont endémiques. Mais il y a un gros problème : ce produit est indirectement toxique pour le cerveau. Les campagnes massives de traitement des personnes parasitées doivent impérativement débuter par une identification précise de la présence de l’un ou l’autre ou des ceux nématodes. En effet, si on traite un malade atteint d’onchocercose avec de l’ivermectine et que celui-ci est également infecté par le loa, une forte densité de ce ver dans le sang peut, lors de sa destruction massive par l’ivermectine, provoquer des atteintes cérébrales graves, ce ver libérant également des toxines provoquant une encéphalopathie souvent mortelle. Comme le loa infeste plus d’une douzaine de millions de personnes en Afrique et que ces mêmes individus sont susceptibles d’être également parasités par l’onchocerca, ce « détail » a freiné l’éradication de ces nématodes à l’aide d’ivermectine.

On peut donc se féliciter de l’ingéniosité de ces universitaires et de leurs étudiants qui a abouti à cet outil de dépistage peu coûteux qui va permettre de mettre enfin en place une campagne d’éradication car l’homme est le seul réservoir naturel de ces parasites.

http://newscenter.berkeley.edu/2015/05/06/video-cellscope-automates-detection-of-parasites/

http://cellscope.berkeley.edu

Découvrez ce nouveau quadricopter de 1, 3 kg !

Un vidéodrone personnel nommé Lily

Quand vous jetez Lily en l’air, il s’auto-stabilise et vous filme à la trace grâce au boitier de liaison autour de votre poignet ou dans votre poche.

Ce quadricopter portable joliment rondouillard de 1,3 kg a une autonomie de vol de 20 mn pour une recharge de 2 heures. Afin de ne rien rater de vos exploits sportifs ou de vos randonnées familiales, Lily vole jusqu’à 40 km/h dans un rayon de 30 mètres et à une altitude maximale de 15 mètres, et vous filme en mode Follow (suivre), Lead (devant), Fly up (en montant), Side (sur le côté), et Loop (en tournant autour du sujet) avec sa caméra grand angle 1080p à 60 images/seconde stabilisée et son capteur photo 12 millions de pixels.

Les sons enregistrés à 360° autour de vous par le boîtier de liaison sont instantanément synchronisés avec les images par le vidéodrone.

Last but not least, Lily est waterproof – sans pour autant être submersible, peut flotter et redécoller de la surface de l’eau. Son application iOS/Android intègre le streaming basse résolution, la retouche vidéo, le partage vers les réseaux sociaux et le stockage cloud. La merveilleuse machine est disponible en précommande pour 438 € / 499 $ jusqu’aux dates de sortie/livraison en février 2016, et sera ensuite commercialisée à 878 € / 999 €. Ce vidéodrone sera bien plus qu’une soucoupe volante à selfies et laisse présager de multiples usages dérivés. 

Qu’en pensent les vidéastes de tout poil?

 

Une assiette qui compte les calories.

C'est l'invention de l'américain Anthony Ortiz, à Philadelphie (États-Unis). Après la montre connectée, le stylo connecté, la fourchette connectée... l'assiette connectée: la SmartPlate. Avec ses trois compartiments, ce plat intelligent identifie les aliments, les pèse, vérifie le nombre de calories pour vous aider à surveiller votre alimentation.

À l'aide de petits capteurs photo, l'assiette identifie visuellement les aliments.

Ensuite, les informations sont envoyées à une base de données pour analyser leurs qualités nutritionnelles. Le but? Trouver un moyen de freiner les envies de grignotage et surveiller ce que l'on mange. Dans un monde de plus en plus connecté, ce nouvel élément de notre vie quotidienne qui contrôle nos gestes, cela peut paraître un peu effrayant. En réalité, la SmartPlate présente de nombreux avantages.

Grâce à une application pour smartphone reliée en Wi-Fi, vous aurez des conseils pour adapter votre alimentation selon l'objectif désiré. L'assiette vous envoie des notifications s'il faut enlever une partie du contenu du plat, où même si vous mangez trop vite. En suivant nos repas au quotidien, cela aidera une personne en régime à se conformer à son programme. En France, près de 70 % des femmes ont déjà fait au moins un régime dans leur vie selon une étude NutriNet-Santé de 2012, alors elle pourrait être d'une réelle aide ! Cet objet est donc un assistant en diététique, que vous pouvez écouter (ou non, d'ailleurs).

Si elle n’a séduit qu’environ 300 personnes jusqu’ici, elle ne manque pourtant pas d’atouts: la SmartPlate apparaît comme le futur de nutrition. Elle rassemble les fonctionnalités des différentes applications et objets connectés qui existent déjà en matière de diététique connectée. SmartPlate est la première assiette intelligente et connectée qui identifie, analyse et pèse les calories des aliments à l’heure où l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) rappelle que l’obésité est une véritable épidémie de santé publique.

D’ailleurs, une récente étude de l’Observatoire Withings révèle que la moitié des utilisateurs de ses capteurs sont en surpoids. En 2014, 39% des adultes étaient en surpoids.

Elle serait également conseillée pour les sportifs suivant un régime strict. En attendant, le créateur de l'assiette cherche des donateurs pour lancer la production et commercialiser le prototype. Il demande ainsi 100 000 dollars au grand public pour réaliser son projet, à travers du site participatif Kickstarter. S'il obtient le financement, le plat intelligent devrait être commercialisé fin 2016, alors nous avons encore le temps de manger ce que nous voulons et dans les quantités que nous voulons!

Fonctionnement de SmartPlate :

Grâce à des algorithmes de reconnaissance des aliments couplés à des capteurs de poids intégrés à l’épaisseur de l’assiette, SmartPlate est capable de peser les aliments qu’elle contient pour en déterminer la teneur nutritionnelle et l’apport calorique.

L’assietteSmartPlate est pour cela divisée en 3 compartiments et le tout est connecté en WiFi et Bluetooth afin d’être pilotable à partir d’un smartphone ou d’une tablette sous iOS ou Android. Les informations sont envoyées au Cloud et restituées à l’utilisateur sous forme d’alertes s’il a dépassé la limite calorique conseillée. Différents coloris existent pour cette assiette qui peut également passer au four à micro-ondes.

Disponibilité et prix:

Il reste au projet 39 jours pour atteindre son objectif de collecter les $100.000 nécessaires à la phase de commercialisation prévue à l’été 2016. Les soutiens pourront espérer pré-réserver le produit en deçà de son prix d’environ 200 dollars.

 

 

 

 

 

 

D'autres infos sur le MIRACLE DES MIRACLES

Mande pardon à ceux qui n'ont pas de maladies auto-imunes ni personne de leur entourage (quelle chance vous avez!) mais, celles et ceux concernées seront content-es de ces infos supplémentaires....

 

Je peux vous dire que la recherche que nous avons en Belgique n’a à rougir de personne". L’auteur de ces propos, c’est Christian Homsy, patron de Celyad (ex-Cardio3 BioSciences), spécialiste de la thérapie cellulaire pour le cœur et le cancer. L’une de nos fiertés nationales, parmi ce qui se fait de mieux dans le domaine de la santé en Belgique. L’homme arpente la planète, dévore le marché américain, lorgne ses investisseurs. La comparaison avec les Etats-Unis est féroce, et pourtant, malgré tout, la Belgique est et reste "de très haute qualité".

Cet article et les exemples qu'il contient en sont les meilleures preuves. Derrière le paravent des Cardio3, IBA, Mithra,…, un terroir continue à se développer. De jeunes espoirs belges émergent. Et ils écrivent une nouvelle et passionnante histoire de la santé. OncoDNA, à Gosselies, est capable de fournir le diagnostic et le traitement personnalisé d’un cancer sur simple présentation d’une biopsie du patient. Novadip génère des greffes osseuses au départ d’une ponction dans la graisse abdominale. Le Professeur Pierre Vanderhaeghen crée un cortex cérébral "en boîte" et lance un nouveau courant de recherche dans les zones obscures du cerveau.

Tous les exemples présentés ici, et bien d’autres encore, montrent combien nos chercheurs excellent dans leur combat contre les maladies de notre siècle.

Jean-Marie Saint-Remy précise: trois injections suffisent. Trois coups avant un lever de rideau. Changement de décor. Le cercle vicieux est transformé en cercle vertueux, le processus inflammatoire est enrayé, une phase de récupération s’enclenche. Le visage de Saint-Remy s’illumine, il est formel: "Le patient est sûr de pouvoir récupérer ses fonctions altérées! Du moins en partie."

Cette thérapie cellulaire, dite autologue, consiste en une prise de sang pour prélever des cellules sanguines du patient. En culture, l’équipe médicale effectue son opération de désinformation. Quatre stimulations permettent d’obtenir une sélection homogène de cellules à activité thérapeutique. Une fois que les lymphocytes T, porteurs du message imposé par le code CXXC, sont transformés en tueurs de messagers, ils sont réinjectés et le miracle s’accomplit.

Il faut compter deux mois environ, entre la prise de sang et la réinjection. Dont 24 h de test et 4 à 6 semaines de mise en culture. Le schéma a été validé, standardisé, s’appuyant sur un modèle animal de thérapie cellulaire. Quelques souris ont été induites en maladie, un minimum, mais avec des protocoles qui miment, au maximum, le modèle humain.

Le premier patient, qui aujourd’hui se prête à l’essai clinique, a été recruté en janvier et recevra l’injection en juin, à Bruxelles, aux cliniques Saint-Luc. D’autres patients seront recrutés entre-temps dans les trois hôpitaux belges avec lesquels ImCyse collabore : Saint-Luc (UCL), Sart-Tilman (ULg), Gasthuisberg (KUL). Pour suivre le même protocole et confirmer les données.

L’horizon? Fin 2016, si tout va bien, les résultats complets de cette première étude seront connus. La population visée en première instance? Les patients victimes de la forme récurrente de la maladie, chez qui la sclérose n’a pas encore trop lourdement affecté l’organisme.

Une fois le principe acquis, le développement complet prendra encore plusieurs années. La question qui se posera à ImCyse sera celle de l’échelle, du déploiement d’une technique désormais éprouvée. Le professeur évoque des campagnes de vaccination directe auprès de populations à risques, dont il reste à définir le profil (hérédité, environnement…).

Développement

Jean-Marie Saint-Remy conclut: "ImCyse est une plateforme technologique, pas un nouvel emballage pour une babelutte!" C’est-à-dire un vivier de solutions. Et la technique qu’il est en train de valider pour la sclérose en plaques vaut pour d’autres maladies auto-immunitaires. Au premier rang desquelles… le diabète insulino-dépendant.

Effectivement, on imagine la pression. L’enjeu de l’essai clinique en cours est considérable. "Il s’agit d’une technologie de rupture, révolutionnaire, et nous avons l’ambition de la développer dans de nombreux domaines", nous glisse Pierre Vandepapelière, CEO d’ImCyse.

Une porte s’ouvre. Les investisseurs commencent à s’y presser: Meusinvest, Biogenosis… Un premier plan d’investissements a été lancé en 2012. Après la Flandre – ImCyse est devenue spin-off de la KUL en 2011, six mois après sa création –, la Région wallonne est venue la soutenir et l’Europe lui a accordé un gros subside pour son projet dans le diabète. "Le but est d’arriver à guérir ces maladies sévères, on a le potentiel. ImCyse peut devenir un leader mondial de l’immunothérapie."

 

 

 

 

 

Pr Saint-Rémy

 

Un robot médical façon poulpe

Un robot médical qui se plie, s’étire et se faufile, comme le bras d’une pieuvre: tel est le prototype présenté jeudi par des scientifiques italiens dans la revue britannique Bioinspiration & Biomimetics.

Le bras robotisé, spécialement conçu pour la chirurgie mini-invasive, est également capable de manipuler des organes mous sans les endommager. Une partie du bras peut maintenir un organe pendant qu’une autre opère.

Le "bras-pieuvre" est composé de deux modules identiques connectés entre eux.

 "La pieuvre n’a pas de squelette rigide et adapte la forme de son corps à son environnement " explique Tommaso Ranzani, le principal auteur de l’étude. L’objectif: permettre à la chirurgie d’accéder à des parties exiguës de l’abdomen ou d’autres parties du corps.

Le dispositif pourrait réduire le nombre d’instruments nécessaires pour une intervention et donc le nombre d’incisions.